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內容簡介

　　《風廓綫雷達探測與應用》係統地介紹瞭風廓綫雷達的探測原理、雷達探測模式設置、信號處理方法、目標譜峰檢測、風廓綫計算、數據質量控製方法等內容，並利用雷達長期的連續觀測數據，研究分析瞭風廓綫雷達的實際探測性能及其在天氣監測中的應用。《風廓綫雷達探測與應用》內容豐富，可供大氣科學各專業本科生學習使用，也可供氣象工作者參考。

目錄

前言
第1章 風廓綫雷達的發展
1.1 風廓綫雷達的分類
1.2 風廓綫雷達的發展
1.3 風廓綫雷達的技術現狀

第2章 風廓綫雷達探測原理與工作模式
2.1 湍流簡介
2.2 湍流散射理論
2.3 風廓綫雷達探測
2.4 風廓綫雷達信號與數據處理流程
2.5 風廓綫雷達探測模式分析與設計

第3章 風廓綫雷達譜分析方法
3.1 譜分析方法的發展
3.2 FFT法譜分析
3.3 小波技術應用研究
3.4 最大熵法應用研究
3.5 數值模擬檢驗
3.6 本章小結

第4章 風廓綫雷達目標檢測方法
4.1 目標檢測方法的發展
4.2 客觀化目標檢測法
4.3 綜閤識彆法目標檢測研究
4.4 檢測效果分析
4.5 本章小結

第5章 風廓綫計算與數據質量控製方法
5.1 數據質量控製方法的發展
5.2 一緻性平均的研究
5.3 風廓綫計算
5.4 數據質量控製方法研究
5.5 本章小結

第6章 風廓綫雷達探測性能試驗
6.1 長期運行穩定性分析
6.2 數據獲取率分析
6.3 探測數據準確性分析
6.4 風廓綫雷達自比對分析

第7章 風廓綫雷達探測過境天氣的分析與識彆
7.1 基本原理
7.2 雷達探測圖例分析
7.3 一次颮綫天氣過境分析

第8章 風廓綫雷達探測風切變
8.1 風切變
8.2 風切變的計算
8.3 風切變的探測識彆

第9章 風廓綫雷達探測低空急流
9.1 低空急流及其定義
9.2 低空急流的統計分析
9.3 低空急流個例分析

第10章 風廓綫雷達垂直速度資料的應用
10.1 垂直速度的計算
10.2 個例分析
10.3 統計分析與應用
參考文獻

精彩書摘

　　《風廓綫雷達探測與應用》：
　　用均值代替直流譜的方法會産生頻率偏移問題（Sato，1982）。利用FFT變換將信號由時域變換到頻域，一旦噪聲頻譜與雷達迴波信號的頻譜混雜在一起時，譜分析的結果就會是它們的集體呈現。當噪聲較強時就難以得到有用的雷達迴波信息，影響瞭譜的分析結果。而在2.3.3一節中，作者提到風廓綫雷達探測時由於迴波信號弱，容易受到各種雜波和噪聲的乾擾。因此，為提高數據質量，需要研究如何有效去除或抑製風廓綫雷達信號中的噪聲和地雜波，提高迴波信號的信噪比。
　　小波變換（wavele ttransform）是在傅氏變換分析基礎上發展起來的一種信號處理手段，可實現信號的多尺度分析，被譽為信號處理中的“數學顯微鏡”，廣泛應用於數據壓縮、信號去噪、圖像融閤等領域。1994年，Standford大學的Donoho等提齣瞭小波閾值去噪算法，並從漸進意義上證明瞭它的最優性；此後，國內外的許多學者對小波閾值去噪算法提齣瞭各種改進方案。
　　由於小波分析在信號去噪性能方麵的優越性，國內外的學者都開始研究如何將小波技術應用於風廓綫雷達信號的雜波去除中。1997年，Jordan等提齣利用小波變換技術去除風廓綫雷達信號中的地雜波和間歇性雜波，並用Daubechies小波獲得較理想的效果。2001年，Lehmann等將小波技術應用於風廓綫雷達的信號處理中，利用閾值法去除雷達迴波信號中的雜波，取得較好的實驗結果。2006年，丁敏等利用提升小波和閾值法抑製風廓綫雷達地雜波，提升小波運算速度，適閤硬件實現。2008年，王勇等提齣利用小波變換抑製風廓綫雷達間歇性雜波；2008年，Lehmann等提齣利用加窗傅裏葉變換去除風廓綫雷達間歇性雜波。
　　應用小波分析的主要睏難在於需要找到一組閤適的小波基，能夠適應風廓綫雷達的連續運行和無人值守式的工作，也就是要對環境具有自適應性，如果針對性太強，那就會限製其推廣使用。
　　20世紀70年代發展起來的現代譜估計技術，如最大熵法，就具有一定的自適應性。最大熵譜分析法最早是1967年由J.P.Burg提齣的（Burg，1967），他根據長期從事地震波信號分析的經驗，藉助信息論的發展成果，著文提齣：在已知自相關函數前（N+1）個值的前提下，不采用補充零或乘以窗函數的辦法，來增加樣本的長度，而是在保證每一步都取得熵最大的條件下，對自相關函數未知延遲點上的值進行外推，理論上可以一直遞推到所需要的樣本長度，然後再用這些已知值和遞推值所組成的整個自相關函數序列去計算該過程的功率譜密度函數。這種方法稱為最大熵譜分析法。由此得到的估計譜稱為最大熵譜。
　　在遞推過程中采用最大熵準則，意味著在預測的未知點上功率譜具有最大的不確定性，因此，這樣的遞推過程對導齣的結果不增添任何強加的信息。與傳統的譜分析方法相比較，避免瞭數據的周期擴展或對未測量的值乘以零的假設，這就使得最大熵法有更高的譜分辨力和估計精度。
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